鋼筋混凝土抗震框架連續倒塌行為分析

黃華+劉伯權+張彬彬+吳濤

摘要：以某抗震設防框架為研究對象，采用SAP2000有限元軟件，依次拆除底層縱向邊柱、橫向邊柱、角柱和內柱，研究抗震框架的倒塌破壞行為。以做功平衡原理建立了柱失效處梁配筋調整計算公式，并進行了配筋調整設計。結果表明：7度和8度抗震設防的框架結構仍會發生連續性倒塌，但是抗倒塌能力隨著設防等級的提高而提高，抗震設計不能夠完全替代抗倒塌設計；柱失效導致結構發生連續坍塌破壞的危險性由小到大依次為內柱、橫向邊柱、縱向邊柱、角柱；梁鉸機制在結構抗倒塌中的作用尤其重要，倒塌破壞時以梁的彎曲破壞為主，剪切破壞較少出現；線彈性靜力分析計算的供需比最大值一般出現在失效柱上一層的相鄰梁上，而非線性靜力分析的最大破壞出現在與失效柱相連的梁上，但是二者對結構可能的失效位置判斷基本一致。

關鍵詞：結構工程；抗震框架；連續倒塌；抽柱；有限元分析

中圖分類號：TU375.4 文獻標志碼：A

0 引 言

工程結構服役期間可能會遭受諸如煤氣爆炸、恐怖襲擊、火災、撞擊等偶然荷載，導致結構局部破壞或損傷，從而造成嚴重的人員傷亡和財產損失。自1968年英國Ronan Point公寓因煤氣爆炸造成連續倒塌后，國外開展了較為廣泛的結構抗連續倒塌性能研究。經歷美國1995年Alfred P. Murrah聯邦政府辦公樓和2001年紐約世貿大廈等多起重大連續性倒塌事件后，建筑結構連續倒塌問題受到了工程界的廣泛關注，已成為21世紀以來土木工程學科的研究熱點[1-2]?！?br>